CN110811543A - 使用光信号分析的脑凝块表征和对应的支架选择 - Google Patents

使用光信号分析的脑凝块表征和对应的支架选择 Download PDF

Info

Publication number
CN110811543A
CN110811543A CN201910725250.4A CN201910725250A CN110811543A CN 110811543 A CN110811543 A CN 110811543A CN 201910725250 A CN201910725250 A CN 201910725250A CN 110811543 A CN110811543 A CN 110811543A
Authority
CN
China
Prior art keywords
clot
optical
composition
brain
brain clot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910725250.4A
Other languages
English (en)
Inventor
A.戈瓦里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Biosense Webster Israel Ltd
Original Assignee
Biosense Webster Israel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Biosense Webster Israel Ltd filed Critical Biosense Webster Israel Ltd
Publication of CN110811543A publication Critical patent/CN110811543A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/1459—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters invasive, e.g. introduced into the body by a catheter
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0075—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
    • A61B5/0084—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for introduction into the body, e.g. by catheters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/07—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements using light-conductive means, e.g. optical fibres
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/22—Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/02007—Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
    • A61B5/061—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
    • A61B5/062—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body using magnetic field
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14535—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring haematocrit
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/40—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
    • A61B5/4058—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system for evaluating the central nervous system
    • A61B5/4064—Evaluating the brain
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4836—Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/6852—Catheters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6867—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive specially adapted to be attached or implanted in a specific body part
    • A61B5/6868—Brain
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6867—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive specially adapted to be attached or implanted in a specific body part
    • A61B5/6876—Blood vessel
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
    • A61B2017/00022—Sensing or detecting at the treatment site
    • A61B2017/00057—Light
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2051—Electromagnetic tracking systems

Abstract

本公开涉及一种医疗系统，该医疗系统包括探针、电光测量单元和处理器。被配置用于插入脑血管中的探针包括一根或多根光纤，该光纤被配置为引导光信号与血管中的脑凝块相互作用，并输出与脑凝块相互作用的光信号。电光测量单元被配置为收集和测量输出的光信号。处理器被配置为通过分析来自探针的所测量的光信号来鉴别脑凝块的组成。

Description

使用光信号分析的脑凝块表征和对应的支架选择
技术领域
本发明整体涉及医疗探针，并且具体地讲，涉及用于脑血管应用的导管。
背景技术
各种类型的导管包括光学元件。例如，美国专利申请公布2005/0215946描述了一种用于在患者血管系统中的治疗部位进行多次测量的方法，其中传感器定位在神经血管导管上。传感器用于感测治疗部位处的血管阻塞物，并且至少部分地基于阻塞物的感测特性选择治疗参数，并且治疗阻塞物以减少堵塞。在一些实施方案中，光纤传感器包括传感器元件，其被配置为插入公用设施管腔中，例如用于评估局部缺血的化学标记物。光纤传感器可包括一根或多根光纤，其经由缆线将传感器元件可操作地连接到检测器。传感器可以被配置为使得传感器元件可以延伸超过导管的远端。在修改的实施方案中，光纤传感器或其部分可以集成到导管的主体中。
作为另一个示例，美国专利申请公布2011/0152752描述了用于提供可主动控制的消毒可植入装置的系统、装置、方法和组合物，该消毒可植入装置被配置为例如治疗或预防生物体内的感染。在实施方案中，导管装置定位成提供血管通路。在实施方案中，除其它部件之外，该系统包括至少一个导管装置，该导管装置包括一个或多个能量波导，诸如光纤。
美国专利申请公布2004/0073120描述了一种系统和方法，其使用光谱法例如拉曼光谱法用于诊断组织病症，诸如血管疾病或癌症。提供一种用于测量组织的系统，包括光纤探针，该光纤探针具有近端、远端和2mm或更小的直径。这种小直径允许该系统用于诊断冠状动脉疾病或其他小腔或软组织，创伤最小。传送光纤包括在探针中，该探针在近端耦合到光源。用于传送光纤的滤光器包括在远端。该系统包括探针中的收集光纤(或多根光纤)，其收集来自组织的拉曼散射辐射，收集光纤在近端处耦合到检测器。第二滤光器设置在收集光纤的远端。
美国专利申请公布2007/0093703描述了一种导管，其具有适于引入患者体内通道中的细长导管轴。至少一根光纤延伸穿过导管轴。光纤具有定位在导管远端处或附近的远端，用于照射组织并从末端远端位置处的组织接收光能。导管的远侧区域包括变形部分，该变形部分具有从导管轴的纵向轴线偏移的顶部。光纤的远侧末端定位在波峰处，以增加远侧末端接触身体通道壁的组织的可能性。
发明内容
本发明的实施方案提供了一种医疗系统，包括探针、电光测量单元和处理器。被配置用于插入脑血管中的探针包括一根或多根光纤，其被配置为引导光信号与血管中的脑凝块相互作用，并输出与脑凝块相互作用的光信号。电光测量单元被配置为收集和测量输出的光信号。处理器被配置为通过分析来自探针的所测量的光信号来鉴别脑凝块的组成。
在一些实施方案中，处理器被配置为基于测量的光信号的强度来鉴别脑凝块的组成。
在一些实施方案中，光信号包括单色红光。
在实施方案中，该系统另外包括光学传感器，该光学传感器装配在一根或多根光纤中的至少一根的远端。
在另一实施方案中，光学传感器包括布拉格光栅传感器，该光栅传感器被配置为反射单色红光。
在一些实施方案中，一根或多根光纤被配置为引导光信号经由脑凝块透射，或者从脑凝块反射。
在一些实施方案中，处理器被配置为基于测量的光信号来鉴别脑凝块的组成是否由血红细胞或血白细胞表征。
在实施方案中，处理器被配置为输出用于选择与脑凝块的组成匹配的脑凝块去除装置的推荐。
在另一个实施方案中，该系统另外包括装配在探针远端的凝块去除装置。
根据本发明的实施方案，还提供了一种医疗方法，包括经由插入脑血管中的探针中的一根或多根光纤来引导光信号，以与血管中的脑凝块相互作用。从探针收集与脑凝块相互作用的输出光信号并进行测量。通过在处理器中分析来自探针的所测量的光信号来鉴别脑凝块的组成。
结合附图，通过以下对本发明的实施方案的详细描述，将更全面地理解本发明，其中：
附图说明
图1A和图1B为根据本发明的实施方案的基于导管的凝块组成分析和去除系统的示意性图示说明；
图2为根据本发明的实施方案的脑凝块和导管的示意性截面图；
图3为示出根据本发明的实施方案的两条光学反射曲线的示意图，每条光学反射曲线指示不同的凝块组成；并且
图4为示意性地示出根据本发明的实施方案的用于凝块组成分析以及随后的支架选择和凝块去除的方法的流程图。
具体实施方式
概述
脑的大血管中的阻塞凝块是医疗紧急情况。可以使用注射造影剂通过计算机断层扫描(CT)或荧光透视成像来检测脑中凝块的位置。然后，医生可以将装有凝块去除装置(诸如凝块去除支架)的探针(诸如导管)插入并推进到脑血管中，并使用该支架来尝试取回成像的凝块，以便去除血流阻塞。
然而，CT和荧光透视成像通常不能鉴别凝块的组成。凝块组成可以变化，例如，从血红细胞优势(通常使凝块相对固体和坚硬)到血白细胞优势(通常使凝块相对凝胶状和柔韧)。成功去除凝块可取决于选择最适合接合特定凝块组成的支架类型。因此，在尝试去除凝块组成之前分析凝块组成是很重要的。
在本专利申请的情境下和权利要求中，术语“凝块的组成”是指凝块和/或构成凝块的元素的各种化学、生物和/或物理特征。
在下文中描述的本发明的实施方案提供了用于分析和鉴别脑凝块组成的系统和方法，以指示凝块特性(例如，固体和硬的或凝胶状和柔韧的)，并帮助医生进行选择最佳的凝块去除装置。
在一些实施方案中，将光纤结合到导管的护套中以引导光信号与凝块的组合物相互作用。光纤在其近端耦合到电光测量单元，该光电测量单元收集并测量与凝块相互作用的光信号，并且输出的光纤数字化测量信号，并将数字信号输出到处理器，处理器分析数字信号以鉴别凝块组成。在一些实施方案中，处理器另外被配置为输出用于选择与脑凝块的组成匹配的脑凝块去除装置的推荐。
在一些实施方案中，包括光纤的护套的远端被配置为横穿凝块并允许在光纤中传播的单色光与凝块组成相互作用，例如，这导致传播的光被周围的凝块部分吸收。以这种方式，例如，包含血白细胞优势的凝块吸收更多的红光，因此比包含血红细胞优势的凝块衰减更多的红光信号，如下面另外说明的。在这种情况下，处理器可以基于红光的光学衰减特性来确定凝块类型。
在实施方案中，使用两根光纤，其中一根光纤引导入射光，并且另一根光纤收集并引导与凝块组成相互作用后透射的光。然后，处理器基于其光透射特性确定凝块类型。
在一些实施方案中，使用通过凝块传播的波长为650nm的单色红光的光源。电光测量单元在被周围凝块部分吸收后收集650nm的光。随后对光的相对强度的测量和分析(例如，反射光与入射光强度的比率)提供关于凝块是否包含血红细胞或血白细胞优势的信息。
在一些实施方案中，波长特定的反射器，诸如设计有以诊断波长为中心的带阻窗的光纤布拉格光栅，在光纤的远端上被图案化，该光纤被推进以穿过凝块。以这种方式，入射光在与凝块组成相互作用后在诊断波长处被选择性地反射，并因此在耦合到电光测量单元中以进行分析之前双重穿过凝块。双重穿过通常增强诊断光信号。例如，相对于单次穿过所获得的，在650nm的诊断红色波长处穿过凝块两次使光衰减信号平方。
在实施方案中，处理器分析电光测量单元在反射或透射的宽带光信号的光谱中的若干个不同吸收线处光谱测量的信号。基于多波长信号，处理器鉴别凝块的组成，如下面另外详述的。
如上所述，凝块性质的指示可以使医生能够决定使用哪种支架类型，以便提高捕获和从血管中完全去除凝块的可能性。因此，所公开的用于分析凝块组成的系统和方法可以改善用于去除脑凝块的医疗紧急导管插入术的临床结果。
系统说明
图1A和图1B是根据本发明的实施方案的基于导管的凝块组成分析和去除系统20a和20b的示意性图示说明。
在一些实施方案中，在执行导管插入术之前，获取患者22的CT图像。CT图像存储在存储器42中，以供处理器40随后检索。处理器使用图像来例如在显示器56上呈现表示凝块的脑部分图像59。在另一个实施方案中，在所公开的导管插入术期间，手术系统20a和20b将患者脑内的导管28的远端的位置记录在患者32的脑图像的参考框架中，这里通过示例的方式假设包括真实的时间透视图像。使用磁跟踪子系统23跟踪导管远端的位置，该磁跟踪子系统23跟踪装配在远端的磁传感器的空间坐标。
使用磁性位置跟踪子系统23，医生54使导管28的远端穿过血管(通常是动脉)前进到凝块，以便能够诊断凝块的类型并且可选地执行对应的侵入性治疗手术以去除凝块。
在图1A所示的系统20a中，由磁跟踪子系统23组成的定位垫24a被实现为围绕患者32的颈部放置的颈圈。通过将定位垫24a放在颈部上，定位垫24a被配置为自动补偿患者头部移动。定位垫24包括磁场辐射器26a，该磁场辐射器相对于患者32的头部固定就位并将正弦交变磁场传输到患者32的头部所在的区域30中。控制台50经由缆线25电驱动辐射器26。在实施方案中，通过将参考位置传感器21附接到患者的前额来提供头部运动的另外补偿。控制台50被配置为经由缆线27从参考位置传感器21接收信号。在2018年5月24日提交的名称为“在脑凝块护套和定位垫颈圈上的位置传感器(Position Sensor on Brain ClotSheath and Location Pad Collar)”的美国临时专利申请62/675,952中描述了一种包括颈圈定位垫的位置跟踪系统，该临时专利申请已转让给本专利申请的受让人，并且其公开内容通过引用结合在本文中。
操作系统20a的医生54保持导管控制器手柄29，其连接到导管28的近端。控制器29允许医生推进并导航脑中的导管28，例如通过患者32的大腿处的动脉处的进入点22。如上所述和在下面描述的，医生54使用来自装配在导管28的远端处的磁性位置传感器的位置信号来导航导管28的远端。控制台50经由缆线19接收位置信号，该缆线将手柄29连接到导管28。
包括辐射器26a的系统20a的元件由系统处理器40控制，该系统处理器包括与一个或多个存储器通信的处理单元。处理器40可安装在控制台50中，该控制台包括操作控件58，该操作控件通常包括小键盘和/或指向装置，诸如鼠标或轨迹球。医生54使用手柄29上的操作控制件在执行系统20的配准时与处理器交互。在配准过程期间，在显示器56上呈现脑部分的图像59。在上述配准过程之后，医生54使用操作控制件将导管28的远端推进到脑位置60，在那里凝块阻塞动脉。处理器在显示器56上呈现导管跟踪过程的结果。
处理器40使用存储在存储器42中的软件来操作系统20a。例如，软件可以电子形式通过网络下载到处理器40，或者另选地或除此之外，该软件可被提供和/或存储在非临时性有形介质(诸如磁存储器、光学存储器或电子存储器)上。
在本发明的一些实施方案中，电光测量单元55包括在控制台50中。电光测量单元55被配置为收集和测量从光纤64输出的光信号，该光纤包括在导管28中，如下所述，并且在电缆19中延伸到控制台50。然后，电光测量单元55将测量的信号传送到处理器40。基于分析测量的信号，处理器40鉴别凝块的组成，如下面另外详述的。在一些实施方案中，处理器在显示器56上呈现所鉴别的凝块组成。
在一些实施方案中，如插图45所示，电光测量单元55包括光耦合器105，其包括单色光源(未示出)，诸如LED或激光二极管，以用单色红光照射凝块。对于凝块照射，耦合器105将光源耦合到光纤64的近侧边缘。耦合器105另外被配置为将光纤64输出的光信号(即，与凝块相互作用的光)耦合到检测器110。检测器110将耦合的输出光信号转换为电模拟信号。模数转换电路115将模拟信号数字化，并且连接器120将数字化信号传送到处理器40进行分析。在实施方案中，连接器120另外被配置为将电光测量单元55连接到电源。
图1B所示的系统20b具有不同的磁定位垫设计，即定位垫24b。如图所示，定位垫24b固定到床，并且辐射器26b水平地围绕患者头枕。在该示例中，系统20b缺少参考传感器21，并因此必须固定住患者的头部以使其保持不动。系统20b的其他部件大体上与系统20a的部件相同。在2017年8月10日提交的题为“ENT图像配准(ENT Image Registration)”的美国专利申请15/674,380中描述了一种使用类似于定位垫24b的定位垫的位置跟踪系统，该专利申请转让给本专利申请的受让人，并且其公开内容通过引用结合在本文中。
图1A和图1B所示的系统20a和20b完全是为了概念清晰而选择的。可以包括其他系统元件，例如手柄29上的附加控制件，用于控制设计用于确定凝块类型的诊断工具。
Figure BDA0002158687470000071
磁跟踪系统使用类似于系统20a和20b所应用的技术跟踪人体器官中磁位置传感器的位置和方向，由加利福尼亚州欧文市的强生公司(Biosense-Webster,Irvine,California)生产。
基于光信号分析的脑凝块表征和对应的支架选择，
图2是根据本发明的实施方案的脑凝块66和导管28的示意性截面图。如图所示，凝块66阻塞动脉34中的血流。在一些实施方案中，医生54在动脉34中向远侧导航和推进导管28到达凝块66之外的位置。如图2所示，导管28的远端31包括磁性位置传感器36，其用于跟踪脑中的远端31以将远端31导航至凝块66。如上所述，在上面引用的美国临时专利申请62/675,952中描述了用于跟踪和接合(例如，穿透或穿过)凝块66的系统和方法。
在一些实施方案中，导管28包括光纤64以引导光信号。电光测量单元55(如图1A和图1B所示)耦合光纤64的近侧边缘，并收集和测量从光纤64输出的诊断光信号，并另外将测量的信号传送到处理器40。处理器分析传送的测量信号以鉴别凝块66的组成。
在实施方案中，布拉格光栅33形式的光学带阻滤光器被图案化在光纤64的远端31上。布拉格光栅滤光器在给定中心波长附近的给定带宽内反射光。在实施方案中，布拉格光栅33被配置为在滤光器33的示例性光学反射特性曲线中具有650nm波长处的中心反射，如插图35所示。使用滤光器33，穿过凝块66的650nm处的入射光被反射，并因此双重穿过凝块66。双重穿过通常增强诊断光信号。例如，它相对于单次穿过所获得的光学衰减信号进行平方。
在另一个实施方案中，光纤64在其远端逐渐变细，这增加了穿透凝块66的电磁场的幅度，从而提高了诊断光信号的水平。例如，光纤64可以使其包层在光纤的远端部分地从光纤芯去除，以便增加由凝块66引起的650nm处的光衰减信号。在另一个实施方案中，光纤64包括两根光纤，其中一根光纤照射光，并且第二根光纤收集指示凝块66的组成的透射光信号。
在实施方案中，凝块去除装置，诸如支架68，装配在导管28的远端31处。支架68可以用于去除凝块，例如，如果使用电光测量单元55和处理器40分别进行凝块组成测量和分析，则确认支架68适合于处理所鉴别的凝块。在光学测量和随后的分析指示支架68不是最适合于去除凝块66的情况下，然后可以将不同的导管插入凝结的血管34中，例如，该导管装配有更合适的支架或另一治疗装置，这以基于医生54对由电光测量单元55测量的光信号的从处理器40接收的指示的评估为基础。
图2所示的示例说明完全是为了概念清晰而选择的。光纤64可以用其他或附加的光学元件加工和/或装配。例如，光纤可以在其端部涂覆有诸如金属的反射层，以便反射宽带光信号。其他类型的光学传感器可用于确定凝块66的组成，例如基于非线性光信号的生成和/或操纵来确定凝块66的组成。可以采用其他光学配置来提高诊断光信号的强度或灵敏度。例如，微型干涉仪可以装配在远端31处或者图案化到纤维64上。
图3是显示根据本发明的一个实施方案的两条光学反射曲线的示意图，每条光学反射曲线指示不同的凝块组成。在使用布拉格光栅33双重穿过凝块66之后，曲线举例说明了在650nm波长下红光的不同测量反射强度。例如，结合在电光测量单元55中的检测器可以生成所示信号。
如图所示，信号70在650nm波长处具有高反射强度峰值水平。这种强反射信号指示凝块66中血红细胞占优势，因为血红细胞在650nm处具有特别低的红光吸收。
另一方面，波长为650nm的信号72的低反射强度峰值水平指示血白细胞占优势的凝块，因为它们类似地吸收所有颜色，并且特别容易吸收波长为650nm的光。
在实施方案中，提供阈值使得高于阈值的测量的反射强度指示血红细胞凝块，而低于阈值的测量的反射强度指示血白细胞凝块。
为了概念清楚起见，在图3中示出了示例。具体地，举例来说，使用650nm波长的单色照明。其他波长的信号可用于鉴别凝块66的组成。
在一些实施方案中，电光测量单元55检测到第一信号，并且在处理器40分析检测到的信号之后，处理器向医生54指示凝块66由血白细胞表征(即，是血白细胞类型的凝块)。在其他实施方案中，电光测量单元55检测到不同于第一信号的第二信号，并且对应地，处理器40向医生54指示凝块66由血红细胞表征(即，是血红细胞类型的凝块)。
在实施方案中，电光测量单元55包括宽带光学光源和光谱仪，以便单元55在与凝块66的组成相互作用之后执行宽带光信号的光谱测量。另选地或另外，光谱测量可以使用装配有光纤64的一个或多个滤光器。宽带光(诸如白光)的透射光谱可以在光谱学中显示，例如，由于血红细胞的吸收引起的在蓝绿色波长处的特性缺口。当凝块中存在血白细胞优势时，将检测到更均匀的透射光谱。在一些情况下，由于较少氧化的血红细胞的吸收，白光的透射光谱将在黄色波长处示出特性缺口，如在具有较老血红细胞的凝块中所预期的。
图4是示意性地说明根据本发明的实施方案的凝块组成分析与随后的支架选择和凝块去除的方法的流程图。该过程开始于医生54在导航步骤80处导航导管28以使导管远端穿过凝块66。接下来，医生54操作包括光学装置的光学感测系统以在信号获取步骤82测量指示凝块66组成的光信号。
在实施方案中，光学装置包括布拉格带阻滤光器33，其装配在光纤64的远端31处。布拉格带阻滤光器33反射信号，诸如650nm的光，指示凝块66的组成。电光测量单元55测量通过光纤64接收的650nm信号，并且处理器40分析测量的信号，以便在凝块分析步骤84中鉴别凝块66的组成(即，凝块的类型)。
接下来，在去除装置选择步骤86，基于处理器40可以在显示器56上向医生54呈现的凝块66的所鉴别的组成，医生54选择最适合的凝块去除装置(例如，支架68)以用于从患者32的脑中去除凝块66。最后，医生54在凝块去除步骤88中使用所选择的脑凝块去除装置去除凝块66。
图4中所示的示例流程图完全是为了概念清晰而选择的。在另选实施方案中，例如，基于来自处理器40的指示，医生54可选择通过在血液凝块部位注入药物来去除装置。
尽管本文描述的实施方案主要涉及脑血管应用，但本文描述的方法和系统也可用于其他应用，诸如活组织检查、癌症检测和组织表征。
因此应当理解，上面描述的实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文特定示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述描述时将会想到所述变型和修改，并且所述变型和修改并未在现有技术中公开。以引用方式并入本专利申请的文献被视为本申请的整体部分，不同的是如果这些并入的文献中限定的任何术语与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突，则应仅考虑本说明书中的定义。

Claims (18)

1.一种医疗系统，包括：
用于插入脑血管中的探针，所述探针包括一根或多根光纤，所述光纤被配置为引导光信号与所述血管中的脑凝块相互作用，并输出与所述脑凝块相互作用的所述光信号；
电光测量单元，所述电光测量单元被配置为收集和测量所输出的光信号；以及
处理器，所述处理器被配置为通过分析来自所述探针的所测量的光信号来鉴别所述脑凝块的组成。
2.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述处理器被配置为基于所测量的光信号的强度来鉴别所述脑凝块的所述组成。
3.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述光信号包括单色红光。
4.根据权利要求1所述的医疗系统，并且包括装配在所述一根或多根光纤中的至少一根的远端处的光学传感器。
5.根据权利要求4所述的医疗系统，其中所述光学传感器包括被配置为反射单色红光的布拉格光栅传感器。
6.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述一根或多根光纤被配置为引导所述光信号经由所述脑凝块透射或从所述脑凝块反射。
7.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述处理器被配置为基于所测量的光信号来鉴别所述脑凝块的所述组成是由血红细胞还是由血白细胞表征。
8.根据权利要求1所述的医疗系统，其中所述处理器被配置为输出用于选择与所述脑凝块的所述组成匹配的脑凝块去除装置的推荐。
9.根据权利要求1所述的医疗系统，并且包括装配在所述探针的远端处的凝块去除装置。
10.一种方法，包括：
经由插入脑血管中的探针中的一根或多根光纤来引导光信号，以与所述血管中的脑凝块相互作用；
从所述探针收集并测量与所述脑凝块相互作用的输出光信号；以及
在处理器中，通过分析来自所述探针的所测量的光信号来鉴别所述脑凝块的组成。
11.根据权利要求10所述的方法，其中鉴别所述脑凝块的所述组成包括基于所述光信号的强度来鉴别所述脑凝块的所述组成。
12.根据权利要求10所述的方法，其中收集所述输出光信号包括收集输出的单色红光。
13.根据权利要求10所述的方法，其中收集所述输出光信号包括收集从装配在所述一根或多根光纤中的至少一根的远端处的光学传感器输出的所述光信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其中收集从所述传感器输出的所述光信号包括收集由布拉格光栅传感器反射的单色红光。
15.根据权利要求10所述的方法，其中引导所述光信号包括使所述光信号经由所述脑凝块透射或从所述脑凝块反射。
16.根据权利要求10所述的方法，其中鉴别所述脑凝块的所述组成包括鉴别所述组成是由血红细胞还是由血白细胞表征。
17.根据权利要求10所述的方法，并且包括由所述处理器输出用于选择与所述脑凝块的所述组成匹配的脑凝块去除装置的推荐。
18.根据权利要求10所述的方法，并且包括取决于所述凝块的所鉴别的组成来选择脑凝块去除装置，以及使用所选择的脑凝块去除装置去除所述凝块。
CN201910725250.4A 2018-08-07 2019-08-07 使用光信号分析的脑凝块表征和对应的支架选择 Pending CN110811543A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/057189 2018-08-07
US16/057,189 US11064920B2 (en) 2018-08-07 2018-08-07 Brain clot characterization using optical signal analysis, and corresponding stent selection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110811543A true CN110811543A (zh) 2020-02-21

Family

ID=67620252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910725250.4A Pending CN110811543A (zh) 2018-08-07 2019-08-07 使用光信号分析的脑凝块表征和对应的支架选择

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11064920B2 (zh)
EP (1) EP3607874A1 (zh)
JP (1) JP7317624B2 (zh)
CN (1) CN110811543A (zh)
AU (1) AU2019213299A1 (zh)
CA (1) CA3051083A1 (zh)
IL (1) IL268516B1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113413117A (zh) * 2021-05-17 2021-09-21 陈扬仕 一种依附蔓延式诊断型宫腔镜
WO2021238661A1 (zh) * 2020-05-28 2021-12-02 维景医疗科技(浙江)有限公司 一种具有实时成像功能的可视化系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6858672B2 (ja) * 2017-08-29 2021-04-14 富士フイルム株式会社 医療画像処理システム及び内視鏡システム
CN113164181A (zh) * 2018-08-24 2021-07-23 尼尔拉维有限公司 用于管理急性缺血性事件的设备
EP4032464A1 (en) * 2021-01-20 2022-07-27 Koninklijke Philips N.V. System for characterization of an object at an intravascular location

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5938595A (en) * 1996-05-24 1999-08-17 The Regents Of The University Of California Fiber optic D dimer biosensor
CN1282230A (zh) * 1997-10-21 2001-01-31 加利福尼亚大学董事会 血管中堵塞物的光声去除
CN102309314A (zh) * 2010-06-16 2012-01-11 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 医疗探针中的光学接触感测
US20140180056A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Volcano Corporation Imaging guidewire with photoactivation capabilities
WO2018137949A1 (en) * 2017-01-24 2018-08-02 Koninklijke Philips N.V. Device for determining information relating to a suspected occluding object

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4900303A (en) 1978-03-10 1990-02-13 Lemelson Jerome H Dispensing catheter and method
US7647092B2 (en) 2002-04-05 2010-01-12 Massachusetts Institute Of Technology Systems and methods for spectroscopy of biological tissue
US20040073120A1 (en) 2002-04-05 2004-04-15 Massachusetts Institute Of Technology Systems and methods for spectroscopy of biological tissue
EP1713537A4 (en) 2004-01-29 2009-04-29 Ekos Corp METHOD AND DEVICE FOR DETECTING VASCULAR DISEASES WITH A CATHETER
EP1838205A4 (en) * 2005-01-21 2009-07-15 Optiscan Pty Ltd FIBER BUNDLE FOR CONTACT DOMICROSCOPY
US20070093703A1 (en) 2005-10-24 2007-04-26 Sievert Chester E Jr System and method for non-endoscopic optical biopsy detection of diseased tissue
WO2007067952A2 (en) * 2005-12-07 2007-06-14 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Optical microprobe for blood clot detection
US8460229B2 (en) 2007-08-17 2013-06-11 The Invention Science Fund I, Llc Systems, devices, and methods including catheters having components that are actively controllable between transmissive and reflective states
US20120022360A1 (en) 2008-03-28 2012-01-26 Volcano Corporation Methods for intravascular imaging and flushing
CN102421376A (zh) * 2009-05-13 2012-04-18 住友电气工业株式会社 血管内壁分析装置以及血管内壁分析方法
US8548385B2 (en) 2009-12-16 2013-10-01 Intel Corporation Device, system and method of wireless communication via multiple antenna assemblies
TW201203001A (en) 2010-07-07 2012-01-16 Compal Electronics Inc Electronic device, multi-mode input/output device and mode switching method thereof
JP5445599B2 (ja) 2011-03-23 2014-03-19 株式会社デンソー 車両用装置、および機器連携システム
AU2017286744A1 (en) * 2016-04-11 2018-11-01 Sensome Medical device making treatment recommendations based on sensed characteristics of a lesion

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5938595A (en) * 1996-05-24 1999-08-17 The Regents Of The University Of California Fiber optic D dimer biosensor
CN1282230A (zh) * 1997-10-21 2001-01-31 加利福尼亚大学董事会 血管中堵塞物的光声去除
CN102309314A (zh) * 2010-06-16 2012-01-11 韦伯斯特生物官能(以色列)有限公司 医疗探针中的光学接触感测
US20140180056A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Volcano Corporation Imaging guidewire with photoactivation capabilities
WO2018137949A1 (en) * 2017-01-24 2018-08-02 Koninklijke Philips N.V. Device for determining information relating to a suspected occluding object

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021238661A1 (zh) * 2020-05-28 2021-12-02 维景医疗科技(浙江)有限公司 一种具有实时成像功能的可视化系统
CN113413117A (zh) * 2021-05-17 2021-09-21 陈扬仕 一种依附蔓延式诊断型宫腔镜

Also Published As

Publication number Publication date
AU2019213299A1 (en) 2020-02-27
JP2020022753A (ja) 2020-02-13
JP7317624B2 (ja) 2023-07-31
US11064920B2 (en) 2021-07-20
EP3607874A1 (en) 2020-02-12
IL268516B1 (en) 2024-02-01
IL268516A (en) 2020-02-27
CA3051083A1 (en) 2020-02-07
US20200046267A1 (en) 2020-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11064920B2 (en) Brain clot characterization using optical signal analysis, and corresponding stent selection
US10058284B2 (en) Simultaneous imaging, monitoring, and therapy
JP5214589B2 (ja) 光ファイバーによる組織変異測定
US6507747B1 (en) Method and apparatus for concomitant structural and biochemical characterization of tissue
EP2259716B1 (en) Biopsy guidance by image-based x-ray guidance system and photonic needle
US20080125634A1 (en) Method and apparatus for identifying and treating myocardial infarction
US8670813B2 (en) Systems and methods for analysis and treatment of an occluded body lumen
JP2011514197A (ja) 電磁トラッキング及び光針による生検誘導
US20090156921A1 (en) Cardiac ablation catheter with oxygen saturation sensor
JP2002505900A (ja) 光学生検装置および組織診断方法
EP2043724A2 (en) Conformable tissue contact catheter
US5161531A (en) Method and apparatus for intravascularly measuring oxidative metabolism in body organs and tissues
KR101082477B1 (ko) 기능적 내시경 광단층 영상진단 장치
WO2019046155A1 (en) FIBER OPTIC IMAGING PROBE HAVING A SHEATH MODE REMOVAL TRIGGER, AND ITS CONTROL METHOD
US20100069760A1 (en) Methods and apparatus for analyzing and locally treating a body lumen
EP1620001B1 (en) Catheter head
EP3653122B1 (en) Catheter with irrigator and/or aspirator and with fiber-optic brain-clot analyzer
US11957462B2 (en) System and method for brain clot characterization using optical fibers having diffusive elements and brain clot removal
WO2017135873A1 (en) Optical probe for localizing and identifying a target tissue prior to harvesting a biopsy
JP2011142929A (ja) 低侵襲血管新生計測装置
Giardini et al. Diffuse reflectance measurement tool for laparoscopic surgery

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination